ความก้าวหน้าครั้งสำคัญทางเคมีอิเล็กโทรไลต์ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ฉบับล่าสุด: เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์สหรัฐฯใช้ก๊าซเหลวแทนอิเล็กโทรไลต์เพื่อเปิดใช้งานแบตเตอรี่ลิเธียมและซูเปอร์คาปาซิเตอร์อย่างมีประสิทธิภาพที่ -60 ° C และ -80 ° C ตามลำดับ เทคโนโลยีใหม่นี้ไม่เพียง แต่เพิ่มช่วงของยานพาหนะไฟฟ้าแบบชาร์จเดี่ยวในช่วงฤดูหนาว แต่ยังมีพลังโดรนดาวเทียมและโพรบระหว่างดวงดาวที่ระดับความสูงสูงและในสภาพแวดล้อมที่เย็น
เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางในชุมชนวิทยาศาสตร์ว่าอิเล็กโทรไลต์เป็นคอขวดที่ใหญ่ที่สุดในการปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์จัดเก็บพลังงาน อิเล็กโทรไลต์ของเหลวมีขีด จำกัด ของการวิจัยและนักวิทยาศาสตร์หลายคนกำลังมุ่งความสนใจไปที่อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็ง แต่ศาสตราจารย์ Ying Meng ผู้อำนวยการศูนย์พลังงานและพลังงานที่ยั่งยืนและห้องปฏิบัติการจัดเก็บพลังงานและการแปลงที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียแผนก Yaga ได้นำทีมไปสู่การสอบสวนอิเล็กโทรไลต์ก๊าซและได้ก้าวล้ำ อิเล็กโทรไลต์ก๊าซเหล่านี้สามารถทำให้เป็นของเหลวภายใต้แรงกดดันบางอย่างและมีโอกาสน้อยที่จะแช่แข็ง
ในการวิจัยใหม่พวกเขาเลือกก๊าซเหลวสองตัวคือฟลูออโรเม็นและ difluoromethane - จากผู้สมัครก๊าซจำนวนมากเพื่อทำอิเล็กโทรไลต์สำหรับ แบตเตอรี่ LIFEPO4 และซูเปอร์คาปาซิเตอร์ตามลำดับโดยขยายอุณหภูมิการทำงานขั้นต่ำของ แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต จาก - 20 ° C ที่ -60 ° C อุณหภูมิการทำงานของ supercapacitors ถูกขยายจาก -40 ° C ถึง -80 ° C นอกจากนี้อิเล็กโทรไลต์เหล่านี้ยังคงมีประสิทธิภาพสูงเมื่ออุณหภูมิห้องปกติได้รับการฟื้นฟู
นอกเหนือจากการตั้งค่าการบันทึกสำหรับการทำงานที่อุณหภูมิต่ำอิเล็กโทรไลต์ก๊าซเหล่านี้ยังให้ความได้เปรียบด้านความปลอดภัยเพิ่มเติมโดยการเอาชนะปัญหาการหลบหนีความร้อนซึ่งเป็นเรื่องธรรมดาในแบตเตอรี่ลิเธียม การหลบหนีความร้อนเป็นวัฏจักรความร้อนอันดุเดือดในแบตเตอรี่ เมื่อแบตเตอรี่ทำงานอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นและชุดของปฏิกิริยาทางเคมีจะเริ่มขึ้น ความร้อนที่เกิดจากปฏิกิริยาเหล่านี้ทำให้เซลล์ร้อนขึ้นเซลล์จะขยายตัวและถูกทำลาย อย่างไรก็ตามเมื่ออิเล็กโทรไลต์ก๊าซอยู่ที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิห้องก็จะเริ่มกลไกการปิดตัวตามธรรมชาติเพื่อหยุดเซลล์ที่สูญเสียการนำไฟฟ้าและป้องกันไม่ให้เกิดความร้อนสูงเกินไป
การวิจัยล่าสุดยังเอาชนะความท้าทายที่สำคัญอีกประการหนึ่งของค่าใช้จ่ายสั้น ๆ และปลดปล่อยอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียม โลหะลิเธียมถือเป็นวัสดุอิเล็กโทรดที่ดีที่สุดเนื่องจากน้ำหนักเบาและความสามารถในการเก็บประจุมากขึ้น แต่ลิเธียมทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์ทั่วไปทำให้เกิดจุดยื่นออกมาบนพื้นผิวอิเล็กโทรดที่แยกเซลล์และทำให้เกิดการลัดวงจรทำให้เกิดประจุและการปล่อยน้อยเกินไป อิเล็กโทรไลต์ใหม่ไม่ได้ก่อให้เกิดการยื่นออกมาซึ่งขยายอายุการใช้งานแบตเตอรี่ได้อย่างไม่มีการบำรุงรักษาอย่างมาก
นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาจะบรรลุเป้าหมายในการใช้งานแบตเตอรี่ลิเธียมที่อุณหภูมิต่ำกว่า (-100 ° C) และจัดหาเทคโนโลยีการจัดหาพลังงานใหม่สำหรับการสำรวจดาวอังคารและแม้แต่อุปกรณ์สำรวจอวกาศลึกเช่นดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์